Tầng bình lưu là một trong những lớp trên của lớp vỏ không khí của hành tinh chúng ta. Nó bắt đầu ở độ cao khoảng 11 km so với mặt đất. Máy bay chở khách không còn bay ở đây nữa và mây hiếm khi hình thành. Tầng ôzôn của Trái đất nằm ở tầng bình lưu - một lớp vỏ mỏng bảo vệ hành tinh khỏi sự xâm nhập của bức xạ cực tím có hại.
Vỏ không khí của hành tinh
Khí quyển là lớp vỏ khí của Trái đất, tiếp giáp với bề mặt bên trong của thủy quyển và vỏ trái đất. Ranh giới bên ngoài của nó dần dần đi vào không gian bên ngoài. Thành phần của khí quyển bao gồm các khí: nitơ, oxy, argon, carbon dioxide, v.v., cũng như các tạp chất ở dạng bụi, giọt nước, tinh thể nước đá, sản phẩm cháy. Tỷ lệ các phần tử chính của lớp vỏ khí được giữ không đổi. Các trường hợp ngoại lệ là carbon dioxide và nước - lượng của chúng trong khí quyển thường thay đổi.
Các lớp vỏ gas
Bầu khí quyển được chia thành nhiều lớp, nằm trên lớp kia và có các đặc điểmđội hình:
- lớp ranh giới - tiếp giáp trực tiếp với bề mặt hành tinh, kéo dài đến độ cao 1-2 km;
-
tầng đối lưu - lớp thứ hai, ranh giới bên ngoài nằm ở độ cao trung bình 11 km, hầu như toàn bộ hơi nước của khí quyển đều tập trung ở đây, mây hình thành, lốc xoáy và nghịch lưu xuất hiện, khi độ cao tăng lên, nhiệt độ tăng lên;
- tropopause - một lớp chuyển tiếp được đặc trưng bởi sự ngừng giảm nhiệt độ;
- tầng bình lưu là một lớp kéo dài đến độ cao 50 km và được chia thành ba vùng: từ 11 đến 25 km nhiệt độ thay đổi nhẹ, từ 25 đến 40 - nhiệt độ tăng lên, từ 40 đến 50 - nhiệt độ nhiệt độ không đổi (tạm dừng);
- mesosphere kéo dài đến độ cao 80-90 km;
- nhiệt khí quyển đạt tới 700-800 km so với mực nước biển, ở độ cao 100 km ở đây là đường Karman, được lấy làm ranh giới giữa khí quyển và không gian của Trái đất;
- ngoại quyển còn được gọi là vùng tán xạ, ở đây khí rất hiếm làm mất các hạt vật chất và chúng bay vào không gian.
Thay đổi nhiệt độ ở tầng bình lưu
Vì vậy, tầng bình lưu là một phần của vỏ khí của hành tinh theo sau tầng đối lưu. Ở đây, nhiệt độ không khí, không đổi trong suốt thời gian nhiệt đới, bắt đầu thay đổi. Chiều cao của tầng bình lưu là khoảng 40 km. Giới hạn dưới là 11 km so với mực nước biển. Bắt đầu từ mốc này, nhiệt độ sẽ có những thay đổi nhỏ. Trênở độ cao 25 km, chỉ số nhiệt bắt đầu từ từ tăng lên. Ở độ cao 40 km so với mực nước biển, nhiệt độ tăng từ -56,5º đến + 0,8ºС. Hơn nữa, nó vẫn ở gần 0 độ ở độ cao 50-55 km. Khu vực từ 40 đến 55 km được gọi là stratopause, vì nhiệt độ ở đây không thay đổi. Đây là vùng chuyển tiếp từ tầng bình lưu sang tầng trung lưu.
Tính năng của tầng bình lưu
Tầng bình lưu của Trái đất chứa khoảng 20% khối lượng của toàn bộ khí quyển. Không khí ở đây hiếm đến mức không thể nào có một người ở lại nếu không có bộ đồ không gian đặc biệt. Thực tế này là một trong những lý do tại sao các chuyến bay vào tầng bình lưu chỉ bắt đầu được thực hiện tương đối gần đây.
Một đặc điểm khác của lớp vỏ khí của hành tinh ở độ cao 11-50 km là một lượng hơi nước rất nhỏ. Vì lý do này, các đám mây hầu như không bao giờ hình thành ở tầng bình lưu. Đối với họ, đơn giản là không có vật liệu xây dựng. Tuy nhiên, hiếm khi có thể quan sát được cái gọi là mây xà cừ, “trang trí” cho tầng bình lưu (ảnh minh họa bên dưới) ở độ cao 20-30 km so với mực nước biển. Mỏng, như thể sự hình thành phát sáng từ bên trong có thể được quan sát sau khi mặt trời lặn hoặc trước khi mặt trời mọc. Hình dạng của những đám mây khảm xà cừ tương tự như mây ti hoặc mây ti.
Tầng ôzôn của Trái đất
Đặc điểm phân biệt chính của tầng bình lưu là nồng độ tối đa của ozone trong toàn bộ khí quyển. Nó được hình thành dưới tác động của ánh sáng mặt trời và bảo vệ tất cả sự sống trên hành tinh khỏi bức xạ hủy diệt của chúng. Tầng ôzôn của Trái đất nằm ở độ cao 20 - 25 km so với mứccác vùng biển. Các phân tử O3được phân bố khắp tầng bình lưu và thậm chí gần bề mặt hành tinh, nhưng nồng độ cao nhất của chúng được quan sát thấy ở tầng này.
Cần lưu ý rằng tầng ôzôn của Trái đất chỉ là 3-4 mm. Đây sẽ là độ dày của nó nếu các hạt của khí này được đặt trong điều kiện áp suất bình thường, ví dụ, gần bề mặt của hành tinh. Ozone được hình thành do sự phân hủy một phân tử oxy dưới tác dụng của bức xạ tia cực tím thành hai nguyên tử. Một trong số chúng kết hợp với một phân tử "chính thức" và ozone được hình thành - O3.
Hậu vệ nguy hiểm
Phân tử ôzôn hấp thụ bức xạ tia cực tím có bước sóng ngắn hơn 0,1-0,2 micron. Đây là vai trò bảo vệ của nó. Một lớp khí mỏng hơi xanh ngăn cản bức xạ mặt trời đến Trái đất, gây bất lợi cho các sinh vật sống.
Với luồng gió, ôzôn đến gần bề mặt hành tinh. Nó cũng được hình thành trên Trái đất trong một cơn giông bão, công việc của máy photocopy hoặc tia X. Điều thú vị là nồng độ lớn của ôzôn gây bất lợi cho con người. Nó được hình thành dưới tác động của ánh sáng mặt trời ở những vùng ô nhiễm nặng. Ở trong điều kiện của cái gọi là sương mù ôzôn sẽ nguy hiểm đến tính mạng. Khí hơi xanh có thể phá hủy phổi. Sự hiện diện của nó cũng ảnh hưởng đến thực vật - chúng ngừng phát triển bình thường.
Suy giảm tầng ôzôn
Vấn đề lỗ thủng tầng ozon đã được bàn luận sôi nổi trong giới khoa học từ khoảng những năm 70 của thế kỷ trước. Bây giờ người ta biết rằng sự hủy diệtMàn bảo vệ dẫn đến ô nhiễm khí quyển, sử dụng công nghiệp freon và một số hợp chất khác, tàn phá rừng, phóng tên lửa vũ trụ và hàng không tầm cao. Cộng đồng quốc tế đã thông qua một số hiệp định nhằm giảm sản xuất các chất độc hại. Trước hết, chúng ta đang nói về freon được sử dụng để tạo bình xịt, thiết bị làm lạnh, bình chữa cháy, bộ đồ ăn dùng một lần, v.v.
Đồng thời, có bằng chứng cho thấy sự hình thành lỗ thủng tầng ôzôn xảy ra do các nguyên nhân tự nhiên. Các chất độc hại xâm nhập vào khí quyển do kết quả của các vụ phun trào núi lửa và động đất, từ các đứt gãy trong vỏ đại dương. Ngày nay, câu hỏi về vai trò chính của con người trong việc phá hủy tầng ôzôn vẫn còn gây tranh cãi đối với một số nhà khoa học.
Các chuyến bay
Stratosphere
Sự phát triển của tầng bình lưu bắt đầu từ những năm 30 của thế kỷ trước. Ngày nay, các máy bay thương mại chiến đấu và siêu thanh đã tăng lên độ cao 20 km. Khí tượng bay tới độ cao 40 km so với mực nước biển. Độ cao kỷ lục mà khinh khí cầu không người lái đạt được là 51,8 km.
Những người đam mê thể thao mạo hiểm đang dần làm chủ phần vỏ khí này. Năm 2012, vận động viên nhảy dù người Áo Felix Baumgartner đã thực hiện cú nhảy từ tầng bình lưu từ độ cao gần 39 km. Sau khi vượt qua rào cản âm thanh trong chuyến bay, anh ấy đã hạ cánh an toàn. Kỷ lục của Baumgartner đã bị phá bởi Phó chủ tịch Alan Eustace của Google. Trong 15 phút, anh ta bay, cũng đạt tốc độ âm thanh, 40 km.
Vì vậy, ngày nay tầng bình lưu lànhiều lớp khí quyển được khám phá hơn so với đầu thế kỷ trước. Tuy nhiên, tương lai của tầng ôzôn, nếu không có sự sống trên Trái đất, thì vẫn chưa rõ ràng lắm. Trong khi các quốc gia đang giảm sản xuất freon, một số nhà khoa học nói rằng điều này sẽ không mang lại nhiều lợi ích, ít nhất là với tốc độ như vậy, trong khi những người khác nói rằng điều này không cần thiết chút nào, vì hầu hết các chất có hại được hình thành tự nhiên. Ai đúng - thời gian sẽ đánh giá.
